platform_device与platform_driver

大家好，又见面了，我是全栈君，祝每个程序员都可以多学几门语言。

做Linux方面也有三个多月了，对代码中的有些结构一直不是非常明确，比方platform_device与platform_driver一直分不清关系。在网上搜了下，做个总结。两者的工作顺序是先定义platform_device -> 注冊 platform_device->，再定义 platform_driver-> 注冊 platform_driver。

（1）platform_device设备的注冊过程必须在对应设备驱动载入之前被调用，由于驱动注冊时须要匹配内核中所以已注冊的设备名。platform_device 是在系统启动时在init.c 里的s3c_arch_init() 函数里进行注冊的。这个函数申明为arch_initcall(s3c_arch_init); 会在系统初始化阶段被调用。arch_initcall 的优先级高于module_init，所以会在Platform 驱动注冊之前调用。如今内核中不是採用arch_initcall(s3c_arch_init) 注冊platform_device 结构体而是通过.init_machine成员将其保存在arch_initcall(customize_machine)等待调用（在mach-smdk6410.c中定义的MACHINE_START到MACHINE_END）；事实上质是一样的均放在.initcall3.init等待调用。之后再定义结构体struct platform_driver，在驱动初始化函数中调用函数platform_driver_register() 注冊 platform_driver。具体过程描写叙述例如以下：

Linux从2.6版本号開始引入了platform这个概念，在开发底层驱动程序时，首先要确认的就是设备的资源信息，在2.6内核中将每一个设备的资源用结构platform_device来描写叙述，该结构体定义在kernel/include/linux/platform_device.h中，

struct platform_device

{
      const char * name;
      u32  id;
      struct device dev;
      u32  num_resources;
      struct resource * resource;
};

该结构一个重要的元素是resource，该元素存入了最为重要的设备资源信息，定义在kernel/include/linux/ioport.h中，
比方：

struct resource 

{
       const char *name;
       unsigned long start, end;
       unsigned long flags;
       struct resource *parent, *sibling, *child;
};

实比如：

static struct resource s3c_usb_resource[] = {
 [0] = {
       .start = S3C_PA_USBHOST,
       .end   = S3C_PA_USBHOST + S3C_SZ_USBHOST - 1,
       .flags = IORESOURCE_MEM,
     },
 [1] = {
       .start = IRQ_UHOST,
       .end   = IRQ_UHOST,
       .flags = IORESOURCE_IRQ,
     }
};

以上是6410的USB HOST分配的资源信息。第1组描写叙述了这个usb host设备所占用的总线地址范围，起始地址和大小由硬件决定，IORESOURCE_MEM表示第1组描写叙述的是内存类型的资源信息；第2组描写叙述了这个usb host设备的中断号，也由硬件设定，IORESOURCE_IRQ表示第2组描写叙述的是中断资源信息。设备驱动会依据flags来获取对应的资源信息。

有了resource信息，就能够定义platform_device了：

struct platform_device s3c_device_usb = {
         .name    = "s3c2410-ohci",  //s3c6410-usb
         .id    = -1,
         .num_resources   = ARRAY_SIZE(s3c_usb_resource),
         .resource   = s3c_usb_resource,
         .dev              = {
                 .dma_mask = &s3c_device_usb_dmamask,
                 .coherent_dma_mask = 0xffffffffUL
             }
};

有了platform_device就能够调用函数platform_add_devices向系统中加入该设备了。系统中的设备资源都能够採用这样的方式列举在一起，然后成一个指针数组，如：

static struct platform_device *smdk6410_devices[] __initdata = {

……

&s3c_device_usbgadget,
&s3c_device_usb, //jeff add.

……

}

然后在6410的初始化函数smdk6410_machine_init（）中运行：

platform_add_devices(smdk6410_devices, ARRAY_SIZE(smdk6410_devices));将全部的device加入进系统。platform_add_devices的优点在于它是一次性的运行多个platform_device_register。

（2）至于驱动程序须要实现结构体struct platform_driver，也定义在kernel/include/linux/platform_device.h中：

struct platform_driver {
      int (*probe)(struct platform_device *);
      int (*remove)(struct platform_device *);
      void (*shutdown)(struct platform_device *);
      int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);
      int (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state);
      int (*resume_early)(struct platform_device *);
      int (*resume)(struct platform_device *);
      struct pm_ext_ops *pm;
      struct device_driver driver;
};

则该处的USB HOST实现是：

static struct platform_driver ohci_hcd_s3c2410_driver = {
     .probe  = ohci_hcd_s3c2410_drv_probe,
     .remove  = ohci_hcd_s3c2410_drv_remove,
     .shutdown = usb_hcd_platform_shutdown,
     /*.suspend = ohci_hcd_s3c2410_drv_suspend, */
     /*.resume = ohci_hcd_s3c2410_drv_resume, */
     .driver  = {
          .owner = THIS_MODULE,
          .name = "s3c2410-ohci",
        },
};

在驱动初始化（ohci-hcd.c的1124行）函数中调用函数platform_driver_register()注冊该platform_driver，须要注意的是s3c_device_usb结构中name元素和ohci_hcd_s3c2410_driver 结构中driver.name必须是同样的，这样在platform_driver_register()注冊时会对全部已注冊的platform_device中元素的name和当前注冊的platform_driver的driver.name进行比較，仅仅有找到具备同样名称的platform_device存在后，platform_driver才干注冊成功。当注冊成功时会调用platform_driver结构元素probe函数指针，这里就是ohci_hcd_s3c2410_drv_probe開始探測载入。platform driver中的函数都是以platform device作为參数进入。

（3）为什么两个name的名字必须匹配才干实现device和driver的绑定？（1）在内核初始化时kernel_init()->do_basic_setup()->driver_init()->platform_bus_init()初始化platform_bus(虚拟总线)；（2）设备注冊的时候platform_device_register()->platform_device_add()->(pdev->dev.bus = &platform_bus_type)把设备挂在虚拟的platform bus下；（3）驱动注冊的时候platform_driver_register()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach()->bus_for_each_dev()，对每一个挂在虚拟的platform bus的设备作__driver_attach()->driver_probe_device()，推断drv->bus->match()是否存在而且是否运行成功，此时通过指针运行platform_match，比較strncmp(pdev->name, drv->name, BUS_ID_SIZE)，假设相符就调用really_probe（实际就是运行的对应设备的platform_driver->probe(platform_device)，注意platform_drv_probe的_dev參数是由bus_for_each_dev的next_device获得）開始真正的探測载入，假设probe成功则绑定该设备到该驱动。

当进入probe函数后，须要获取设备的资源信息，依据參数type所指定类型，比如IORESOURCE_MEM，来分别获取指定的资源。
struct resource * platform_get_resource(struct platform_device *dev, unsigned int type, unsigned int num);当然，也能够固定资源类型，如获取资源中的中断号：struct int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num);

probe函数一般完毕硬件设备使能，struct resource的获取以及虚拟地址的动态映射和详细类型设备的注冊（由于平台设备仅仅是一种虚拟的设备类型);remove函数完毕硬件设备的关闭，struct resource以及虚拟地址的动态映射的释放和详细类型设备的注销。仅仅要和内核本身执行依赖性不大的外围设备 ( 换句话说仅仅要不在内核执行所需的一个最小系统之内的设备 ), 相对独立的拥有各自独自的资源 (addresses and IRQs) ，都能够用platform_driver 实现。如：lcd,usb,uart 等，都能够用platfrom_driver 写，而timer,irq等最小系统之内的设备则最好不用platfrom_driver 机制，实际上内核实现也是这种。

參考原文：http://blog.chinaunix.net/u1/49507/showart_494193.html

參考原文：http://blog.csdn.net/yd4330152763132/archive/2010/02/01/5275776.aspx

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